福建工程工业控制课程设计西门子Word格式.docx

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将前站送入本单元下料仓的工件主体，通过直流电机驱动间歇机构带动同步齿型带使之下落，工件主体下落至托盘后经传送带向下站运行。

４．加盖单元（站点4）：

通过直流电机带动蜗轮蜗杆，经减速电机驱动摆臂将上盖装配至工件主体，完成装配后工件随托盘向下站传送。

５．穿销单元（站点5）：

通过旋转推筒推送销钉的方法，完成工件主体与上盖的实体连接装配，完成装配后的工件随托盘向下站传送。

６．模拟单元（站点6）：

本站增加了模拟量控制的PLC特殊功能模块，以实现对完成装配的工件进行模拟喷漆和烘干，完成喷漆烘干后的工件随托盘向下站传送。

7．伸缩换向单元（站点7）：

将前站传送过来的托盘及组装好的工件经换向、提升、旋转、下落后伸送至传送带向下站传送。

8．检测单元（站点8）：

运用各类检测传感装置对装配好的工件成品进行全面检测（包括上盖、销钉的装配情况，销钉材质、标签有无等），并将检测结果送至PLC进行处理，以此作为后续站控制方式选择的依据（如分拣站依标签有无判别正、次品；

仓库站依销钉材质确定库位）。

9．分拣单元（站点9）：

根据检测单元的检测结果（标签有无），采用气动机械手对工件进行分类，合格产品随托盘进入下一站入库；

不合格产品进入废品线，空托盘向下站传送。

10．升降梯立体仓库（站点10）：

本站由升降梯与立体仓库两部分组成，可进行两个不同生产线的入库和出库。

在本装配生产线中可根据检测单元对销钉材质的检测结果将工件进行分类入库（金属销钉和尼龙销钉分别入不同的仓库）。

若传送至本单元的为分拣后的空托盘，则将其放行。

综上所述，站点1、2、3、4、5主要完成顺序逻辑控制；

站点6实现对模拟量的控制；

站点8综汇了激光发射器、电感式、电容式、色彩标志等多种传感器的应用，站点9突出体现了气动机械手的控制，站点10则实现步进电机的控制。

在装配生产线运行中各个站点既可以自成体系，彼此又有一定的关联。

为此，采用了PROFIBUS现场总线技术，通过1个主站（S7—300系列PLC）和10个从站（S7—200系列PLC）组成系统，实现主从站之间的通信联系，控制系统组成框图如图2所示。

在主站总控制台的上位计算机上安装有Wincc组态监控软件，Wincc所创建的监控功能可通过动画组件对各单元的工作情况进行实时模拟，为操作人员提供系统运行的相关信息，实现装配生产线的全程监控。

完成本实训项目涉及到现场所需的诸多综合技术应用，如：

机械传动技术、电气控制技术、气动与液压技术、传感器的应用、PLC控制技术、过程控制技术和现代化生产中的组态控制、工业总线、电脑视觉、实时监控等。

2下料单元的介绍

2.1实践目的：

1、了解装配一站的装配过程

2、观察机械传动的全过程

3、了解每种传感器的功能和在此站的作用

4、用PLC控制整站过程并编程

5、熟悉全部电气接线与功能

2.2实践材料：

1、整套装配一站机械设备

2、整机配套，西门子“S7200”可编程序控制器

3、万用表

4、电工工具

5、装配一站接线图，电气原理图、气动原理图

2.3实践内容：

1、检查机械传动部分及PLC上的输入输出点的接线是否与图纸完全一致。

检测本站中S7200的通讯地址是否与S7300硬件通讯中设置的地址相同，以便使用总线控制。

2、进行无工件手动测试。

3、将手动/自动转换开关：

拨到“手动”。

9、根据手动功能的全过程，编写PLC程序。

2.4编程要求：

首先设计本站开关盒上每个按钮的作用，同时总站开关盒可对各站进行控制（总站开关盒的详细说明见总站编程），此要求为每站必须编写内容，以后各站将不在详述。

1、工件托盘到位后，工作指示灯亮，显示机械开始工作，2秒后送料电机启动。

2、主体工作靠自重下落到托盘后，电容传感器检测工件确实到位后启动定位气缸，同时第二站必须是预备工作状态，才可将工件放行，继续工作；

3、定位气缸放行，托盘沿传送带下行，工作指示灯灭，同时进行3秒延时，3秒后气缸复位，该站恢复预备工作状态。

图2-1下料单元

S1—工件检测S2—托盘检测S3—料仓底部工件检测M1—传送电机

M2—下料电机YM—直流电磁吸铁HL1—红色指示灯HL2—绿色指示灯

图2-2为下料单元检测元件、控制机构安装位置示意图

表2-1下料单元检测元件、执行机构、控制元件一览表

3下料单元PLC设计

3.1PLC简介

本次工程实践中的上料单元中的PLC设计所用到的PLC是西门子S7-200。

S7-200是一种小型的可编程序控制器，适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。

S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。

因此S7-200系列具有极高的性能/价格比。

S7-200系列出色表现在以下几个方面：

1）极高的可靠性。

2）极丰富的指令集。

3）易于掌握。

4）便捷的操作。

5）丰富的内置集成功能。

6）实时特性。

7）强劲的通讯能力。

8）丰富的扩展模块。

S7-200系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功能。

使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。

应用领域极为广泛，覆盖所有与自动检测，自动化控制有关的工业及民用领域，包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等等。

如：

冲压机床，磨床，印刷机械，橡胶化工机械，中央空调，电梯控制，运动系统。

其中CPU226本机集成24输入/16输出共40个数字量I/O点。

可连接7个扩展模块，最大扩展至248路数字量I/O点或35路模拟量I/O点。

13K字节程序和数据存储空间。

6个独立的30kHz高速计数器，2路独立的20kHz高速脉冲输出，具有PID控制器。

2个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。

I/O端子排可很容易地整体拆卸。

用于较高要求的控制系统，具有更多的输入/输出点，更强的模块扩展能力，更快的运行速度和功能更强的内部集成特殊功能。

可完全适应于一些复杂的中小型控制系统。

3.2控制方式说明

下料单元独立运行时具有自动、手动两种控制方式。

当选择自动方式时本单元呈连续运行工作状态；

当选择手动方式时则相当于步进工作状态，即每按动一次启动按钮系统按设计步骤依次运行一步的运行方式。

在系统运行期间若按下停止按钮，执行动作立即停止；

再按下启动按钮，将在上一停顿状态继续运行。

当发生突发事故时，应立即拍下急停按钮，系统将切断PLC负载供电即刻停止运行（此时所有其它按钮都不起作用）。

排除故障后需旋起急停按钮，并按下复位按钮，待各机构回复初始状态后按下启动按钮，本单元方可重新开始运行。

3.3I/O编号分配表

表3-1I/O编号分配表

输入

输出

序号

名称

I/O

备注

1

托盘检测

I0.1

传送电机

Q0.3

2

工件检测

I0.0

下料电机

Q0.0

3

止动气缸复位

I0.6

止动气缸

Q0.2

4

止动气缸到位

I0.7

工作指示灯

Q0.1

5

启动

I2.1

Q

6

手动/自动

I2.0

7

停止1

I2.2

8

急停1

I2.3

9

复位

I2.4

10

3.4PLC程序说明

在设计的过程中，由于一开始的考虑不周出现了多线圈的情况，在于同学一起探讨过后采用了单个线圈多个触发条件的设计方式，这样的设计方式也更加清楚地对整个程序运行状态的把控。

3.4.1下料单元初始程序

图3-2下料单元初始程序梯形图

这些程序实现的功能是全程的步骤控制，当转换条件满足时，即会进行下一位的步骤。

3.4.2传送带的驱动程序

图3-3传送带的驱动程序梯形图

在开始工作时，驱动传送电机（Q0.3）工作传动。

3.4.3工作指示灯驱动程序

图3-4工作指示灯驱动程序梯形图

该程序实现了工作指示灯的控制，当托盘到位时，工作指示灯亮。

止动气缸放行时，工作指示等灭。

当下料电机工作满50秒且下料未到位时，工作指示灯秒闪（间隔0.5秒）。

3.4.4下料电机驱动程序

图3-5下料电机驱动程序梯形图

当托盘检测到位时，下料电机转动。

3.4.5止动气缸驱动程序

图3-6止动气缸驱动程序梯形图

当工件到位且下一站处于预备状态，则置止动气缸为放行状态。

3.4.6计时模块程序

图3-7计时模块程序梯形图

托盘到位延时2秒，止动气缸放行后3秒关闭，设定下料电机运行50秒未下料则停在程序。

3.4.7停止、复位按钮功能程序

图3-8停止、复位按钮功能程序梯形图

3.4.8手、自动切换程序

图3-9手、自动切换程序梯形图

当手自动切换旋钮切换到手动档位时，由接入S7-200的控制按钮来控制下料单元模块，反之，由S7-300控制按钮来控制。

3.4.9工作指示灯驱动程序

图3-10工作指示灯驱动程序梯形图

将下料单元模块的工作状态传输给S7-300。

3.5S7-200小结

为期两周的过程实践结束了，我主要负责S7-200这部分。

刚开始接触时，由于对西门子软件不熟悉，所以开始有些无从下手。

后来查阅了课外书，跟着指导书一步步做下去，开始对软件有所了解。

在做S7-200时，最主要的就是硬件组态的配置，这是基础也是最难的环节。

在配置时要注意到各个量之间的对应关系。

刚开始时由于搞错了对应关系，在200到300的通信时把V对应到了300的输出端，导致通信失败，后来改正过来后就通信成功了。

这次工程实践，我又学习了一款软件，同时也加强了动手能力，收获颇丰。

4S7-300软硬件设计

S7-300结构：

S7-300PLC是模拟式中小型PLC，电源、CPU和其他模块都是独立的，可以通过U形总线把电源（PS）、CPU和其他模块紧密固定在西门子S7-300的标准轨道上。

设计步骤如下：

1）按要求步骤新建STEP 

7 

项目；

2）插入S7-300工作台；

3）硬件组态；

4）编辑符号表；

5）程序编辑窗口；

6）在OB1中编辑LAD程序